Transcript البروم ص ه ، ومركباته خوا ّ واستعماالتها وطرق تصنيعه ا خواص عنصر البروم عنصر صاحب جزيئات ثنائية الذرات متشابهة ( ،) Br2 لونه بني (يميل.

‫البروم‬
‫ص ه‪ ،‬ومركباته‬
‫خوا ّ‬
‫واستعماالتها وطرق تصنيعه ا‬
‫خواص عنصر البروم‬
‫عنصر صاحب جزيئات ثنائية الذرات متشابهة (‪ ،) Br2‬لونه بني (يميل إلى األحمر)‬
‫رائحته حادة‪ ،‬درجة انصهاره ‪ 7.25‬درجة مئوية ودرجة غليانه ‪ 58.8‬درجة مئوية‬
‫كثافته ‪ 3.15‬غرم\سم‪ 20( 3‬درجة مئوية)‬
‫ذائبيته بالماء منخفضة‪ .‬ذائبيته في مذيبات عضوية مرتفعة‪.‬‬
‫مادة سامة‪ ،‬يهدم األنسجة في الجسم ويسبب الحروق‪.‬‬
‫تركيز منخفض (‪ 1‬في المليون ‪ )ppm‬يؤدي إلى حساسية في األنف‪ ،‬الحنجرة‪ ،‬الجلد والعيون‪.‬‬
‫القدرة على التآكل‪ :‬يتفاعل مع معادن كثيرة وخاصة عندما يكون المعدن رطبا‪.‬‬
‫‪KJ‬‬
‫‪H m  10 .57‬‬
‫‪mol‬‬
‫‪KJ‬‬
‫‪H b  30‬‬
‫‪mol‬‬
‫‪H Br Br  193KJ‬‬
‫فترات هامة في تاريخ البروم‬
‫‪1811‬‬
‫• اكتشاف اليود‬
‫‪1826‬‬
‫• اكتشاف البروم‬
‫‪1835‬‬
‫• إنتاج األدوية األولى المحتوية على البروم‪.‬‬
‫‪1840‬‬
‫• بداية استعمال بروميد الفضة في التصوير واستحضار األلوان‬
‫المحتوية على البروم‪.‬‬
‫‪1846‬‬
‫• أول مصنع إلنتاج البروم في الواليات المتحدة األمريكية‪.‬‬
‫‪1865‬‬
‫• أول مصنع إلنتاج البروم في أوروبا (ألمانيا)‪.‬‬
‫فترات هامة في تاريخ البروم‬
‫‪1889‬‬
‫• تطوير طريقة متطورة إلنتاج البروم من مياه البحر على يد‬
‫‪ Herbert H.Dow‬األمريكي ‪ -‬أبي صناعة البروم الحديثة‪.‬‬
‫‪ • 1922‬خلطات تحوي ‪ EDB‬للتخلص من الرصاص في محرك السيارات‪.‬‬
‫‪ • 1923‬تأسيس شركات ضخمة إلنتاج البروم في الواليات المتحدة األمريكية‪.‬‬
‫‪ )14( • 1940‬مصنع إلنتاج البروم في جميع أنحاء العالم‪.‬‬
‫‪ )%93 ( • 1944‬من اإلنتاج العالمي للبروم يستعمل كمادة خام إلنتاج أل ‪EDB‬‬
‫فترات هامة في تاريخ البروم‬
‫• افتتاح مصانع أخرى إلنتاج البروم في أوروبا ‪,‬اليابان‪ ,‬جنوب أفريقيا‬
‫وإسرائيل (‪ .)1959‬ودخول منتجات جديدة المحتوية على البروم‪-%85 .‬‬
‫‪- 1950‬‬
‫‪1960‬‬
‫‪ %80‬من إنتاج البروم العالمي يستعمل إلنتاج أل ‪.EDB‬‬
‫• كل السيارات األمريكية تسير باستعمال الوقود الخالي من الرصاص‪ ,‬وفقط‬
‫‪ %70‬من مجمل إنتاج البروم العالمي يذهب إلنتاج أل ‪.EDB‬‬
‫‪1975‬‬
‫‪1983‬‬
‫• منع استعمال أل ‪ EDB‬في أمريكا ودول متقدمة أخرى‪.‬‬
‫• انخفاض حاد بإنتاج أل ‪ .EDB‬كمية البروم المعدة إلنتاج أل ‪ EDB‬تنخفض‬
‫وتتراجع لتصبح ككمية إنتاجها في فترة نهاية الحرب العالمية الثانية‪ ,‬وفقط‬
‫‪1988‬‬
‫‪ %20‬من إنتاج البروم العالمي يستعمل إلنتاج أل ‪.EDB‬‬
‫تفاعالت البروم الكيميائية‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫مباشرة مع اكتشاف البروم تم البدء ببحث خواصه ومميزاته وبتركيب مواد‬
‫عدة يدخل البروم في بنائها‪.‬‬
‫إن البروم يتفاعل في تفاعالت أكسدة واختزال مع العديد من المواد‪.‬‬
‫في تفاعالت معينة يمر البروم بأكسدة – اختزال ذاتي‬
‫جزء من مركبات البروم مؤكسدة وجزء آخر مختزلة‪.‬‬
‫تفاعالت البروم‬
‫‪ ‬تفاعل مع الهيدروجين‬
‫) ‪H 2( g )  Br2( g )  2HBr( g‬‬
‫‪ ‬تفاعالت مع معادن مختلفة‬
‫) ‪2 K ( s )  Br2(l )  2 KBr( s‬‬
‫) ‪2 Al( s )  3Br2(l )  2 AlBr3( s‬‬
‫‪ ‬تفاعالت مع ال فلزات مختلفة‬
‫‪ ‬تفاعل مع األمونيا‬
‫‪ ‬تفاعل مع الخل‬
‫‪ ‬تفاعل مع اإليثين (‪)EDB‬‬
‫) ‪Cl2( g )  Br2( g )  2BrCl(l‬‬
‫) ‪3Br2( g )  8NH3( g )  6NH 4 Br( S )  N2( g‬‬
‫) ‪Br2(l )  CH3COOH(l )  CH 2COOH(l )  HBr( g‬‬
‫) ‪Br2( g )  C2 H4( g )  C2 H4 Br2( g‬‬
‫تفاعل مع الماء‬
.pH ‫يتعلق التفاعل مع الماء بال‬
)pH=7( ‫في وسط متعادل‬
Br2(l )  2H2O(l )  H3O(aq1 )  Br(aq1 )  HOBr( g )
)pH>13( ‫في وسط قاعدي ج ًدا‬
,or ,heat
Br2(l )  2OH(aq1 ) light

OBr(aq1 )  Br(aq1 )  H2O(l )
)pH<13( ‫في وسط قاعدي‬
3Br2(l )  6OH(aq1 ) 
 BrO3(1aq)  5Br(aq1 )  3H2O(l )
‫البروم البروم‬
‫‪Br2‬‬
‫‪ ‬البروم السائل يهاجم الجلد بسرعة وأنسجة أخرى‪.‬‬
‫‪ ‬يسبب حساسية وحروق تشفى ببطء‪.‬‬
‫‪ ‬يتسبب لحساسية كبيرة وموجعة في جهاز التنفس وصعوبات في جهاز‬
‫التنفس‬
‫‪ ‬أوجاع رأس‪ ,‬دوار‪.‬‬
‫‪ ‬نزيف في األنف‪.‬‬
‫‪ ‬سعال‪ ,‬تقيؤ‪ ,‬إسهال وغيرها‪....‬‬
‫بروميد الهيدروجين‬
‫‪HBr‬‬
‫غاز المادة‬
‫‪ ‬يسبب ألضرار في الرؤية‪.‬‬
‫‪ ‬اكتواء في الجلد‪.‬‬
‫‪ ‬سعال وصعوبة التنفس وتليف رئوي‪.‬‬
‫‪ ‬أضرار في األنسجة اللعابية في الجهاز الهضمي واإلسهال‪.‬‬
‫‪ ‬المحلول المركز يسبب بالتالمس مع الجلد الكتواء صعب وكل األعراض‬
‫السابق ذكرها‪.‬‬
‫برومو ميثان ‪CH 3 Br‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫مادة سامة بشكل خاص‬
‫حتى في تركيز منخفض يسبب الغاز ألضرار كبيرة‪:‬‬
‫في جهاز التنفس والكتواء في األنسجة المختلفة‪.‬‬
‫غاز أو سائل في تركيز مرتفع يسبب الكتواء شديد في الجلد‪.‬‬
‫‪ 2,1‬دي برومو ايثان‪EDB‬‬
‫‪CH 2 BrCH 2 Br‬‬
‫‪ ‬سام بالتنفس‪ ,‬البلع‪ ,‬والتالمس مع العيون والجلد‪.‬‬
‫‪ ‬يمكنه الدخول للجسم عن طريق الجلد‪.‬‬
‫‪ ‬الغاز والسائل منه سام جدا‬
‫‪ ‬يسبب هدم األنسجة‪ ,‬التقيؤ‪ ,‬االغماء والدوار‪.‬‬
‫‪ ‬يسبب األضرار للكلى والكبد‪.‬‬
‫إنتاج البروم في العالم‬
‫إن إنتاج البروم في العالم مرتبط بعدة عوامل‪:‬‬
‫‪ ‬استعماالت البروم المتزايدة وزيادة الطلب عليه‪.‬‬
‫‪ ‬وجود مصادر مالئمة‪.‬‬
‫‪ ‬إمكانيات تكنولوجية‪.‬‬
‫‪ ‬موارد اقتصادية (للتمويل)‪.‬‬
‫العوامل األساسية المؤثرة على سعر إنتاج البروم‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫إنتاجه من مصدر يكون فيه البروم محلوال أرخص من إنتاجه من الصخور‪.‬‬
‫كلما كان المصدر أقرب إلى سطح األرض تكون تكلفة إنتاجه أقل (أرخص)‬
‫وكلما كان المصدر أعمق يحتاج إلى حفر وتنقيب ويرفع من سعر التكلفة‬
‫اإلنتاجية‪.‬‬
‫كلما كان تركيز أيونات البروم في المحلول أعلى تكون تكلفة إنتاجه أقل‬
‫والعكس صحيح‬
‫بما أن إنتاج البروم يحتاج إلى طاقة‪ ,‬فان توفر مصدر رخيص للطاقة يقلل‬
‫من سعر التكلفة‪.‬‬
‫إن جميع العوامل المذكورة تبين أفضلية إنتاج البروم في إسرائيل‪.‬‬
‫مراحل وأسباب إقامة صناعة البروم في البالد‬
‫يمكن مالحظة األسباب المؤدية إلى تحديد مكان إقامة مصنع يستغل موارد‬
‫طبيعية للبحر الميت‪:‬‬
‫‪ ‬القرب من المواد الخام‪.‬‬
‫‪ ‬تضاريس مالئمة إلقامة أجهزة اإلنتاج‪.‬‬
‫‪ ‬سهولة إمكانية الحصول على خدمات‪ .‬مثل‪ :‬تزويد المياه العذبة والكهرباء‪.‬‬
‫‪ ‬طرق وصول مريحة للمكان‪.‬‬
‫‪ ‬توفر أيدي عاملة‪.‬‬
‫قرار إقامة المصنع في رمات حوباب‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫بعيد عن مناطق سكنية ( ‪ 15‬كم جنوبي بئر السبع)‬
‫إمكانية أفضل للحصول على أيدي عاملة مالئمة‪.‬‬
‫وجود شبكة شوارع وسكة الحديد‪.‬‬
‫التركيبة الجيولوجية لألرض التي ال تسمح للفضالت الكيماوية بالتغلغل جيدا‬
‫إلى المياه الجوفية‪.‬‬
‫اتجاه نشوب الرياح في المنطقة ال تسبب الخطورة على سكان بئر السبع‪.‬‬
‫في الموقع يوجد تزويد جيد للمياه‪.‬‬
‫الموقع قريب من مصدر المواد الخام في سدوم (طرق وصول مريحة)‪.‬‬
‫مركبات البروم في الزراعة‬
‫تقسيم مجال المبيدات إلى ثالثة مجالت رئيسية‪:‬‬
‫‪ ‬إبادة المضار من على الجزء العلوي (فوق األرض‪ :‬أوراق‪ ,‬ثمار وغيرها)‬
‫‪ ‬إبادة المضار في التربة‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ديدان ميكروسكوبية تتغذى على الجذور وتقصر من عمر النبتة‪.‬‬
‫فطريات في التربة تؤدي إلى تعفن الجذور‬
‫أعشاب ضارة‪ -‬تتنافس مع النبتة المزروعة وقد تنقل األمراض إلى الحقل‪.‬‬
‫نباتات طفيلية‪ -‬تمتص غذاء النبتة من جذورها‪.‬‬
‫حشرات وحيوانات التربة‪ -‬تأكل الجذور وتجمد النبتة وقد تقتلها‪.‬‬
‫يتم عن طريق انتشار مواد في الحالة الغازية لها قدرة على االنتشار في التربة‪.‬‬
‫‪ ‬إبادة الحشرات في التخزين‪.‬‬
‫‪‬‬
‫تبخير البذور على أنواعها يم ٌكن من تخزينها لفترات طويلة (‪)EDB‬‬
‫صفات البروموميثان وأفضلية استعماله‬
‫‪CH 3 Br‬‬
‫‪ ‬درجة غليان منخفضة وعليه فانه فعال كغاز في األقاليم الباردة ويتغلغل في التربة‬
‫جيدا‪.‬‬
‫‪ ‬يتبخر بسرعة كبيرة من التربة أو من البضاعة (الحبوب عادة) وهذا يمكن من‬
‫استعمال األرض مباشرة للزراعة أو استعمال البضاعة وهذه خاصية غير موجودة‬
‫عند غيره‪.‬‬
‫‪ ‬يتفاعل مع البروتينات وبشكل أدق مع المجموعة ‪ S-H‬في الحامض أألميني‬
‫ستستائين‪Protien ~~~~~~~~ SH  CH Br  Protien ~~~~~~~~ SH  CH  HBr .‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫• هذه خاصية تعطيه القدرة الكبيرة على القتل‪.‬‬
‫• بسبب قدرته الكبيرة على اإلبادة ال تتكون ضده مناعة‪.‬‬
‫• بروميد الهيدروجين الناتج هو غاز له ذائبية عالية جدا في الماء‪.‬‬
‫تهوية جيدة وغسل التربة بالماء تمنع تراكمه وتأثيره السام‪.‬‬
‫فعالية مركبات البروم البيولوجية‬
‫‪ ‬يوجد عدد كبير من المواد المستعملة في تطهير المياه والكثير منها تعتمد‬
‫على الهالوجينات (وخاصة الكلور والبروم) ومركباتهما‪.‬‬
‫‪ ‬كل الهالوجينات تذوب إلى حد معين بالماء‪.‬‬
‫‪ ‬محاليل مائية للهالوجينات كلور‪ ,‬بروم واليود معروفة بقدرتها على التطهير‬
‫والتخلص من الميكروبات‪ ,‬حيث أن دخولها عبر أغشية الخاليا تمنع تطور‬
‫الميكروبات‪.‬‬
‫فعالية مركبات البروم البيولوجية‬
‫‪ ‬للمركبات الحوامض األوكسجينية (‪ )HOX‬القدرة على التعقيم والتطهير‪ ,‬وتنتج‬
‫من التفاعل بين الهالوجينات وجزيء الماء‪:‬‬
‫) ‪(1)  X 2(aq)  2H 2O(l )  H 3O(aq1 )  X (aq1 )  HOX( g‬‬
‫‪ - X( ‬هالوجين) ‪ HOX ,‬تمثل حوامض اوكسجينية ضعيفة والتي تنتج في الماء‬
‫أيونات)‪ XO-1(aq‬و )‪H3O+1(aq‬حسب التفاعل‪:‬‬
‫) ‪(2)  H 2O(l )  HOX(aq)  H 3O(aq1 )  XO(aq1‬‬
‫‪ ‬إن للحوامض ‪HOX‬فعالية تعقيم أفضل من )‪ .XO-1(aq‬تركيز ‪ HOX‬يكون‬
‫أعلى في ‪ PH‬قاعدي ولكن ليس مرتفعا جدا ألنه عندها سيحدث التفاعل ‪. 2‬‬
‫الكلور كمع ّقم‬
‫‪ ‬أكثر المواد المستعملة للتعقيم‪ ,‬وخاصة مياه الشرب وبرك السباحة‪ ,‬هو‬
‫الكلور لوفرته وسهولة استعماله‪.‬‬
‫‪ ‬بجانب حسنات استعمال الكلور توجد سلبياته‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫رائحته الحادة‬
‫يسبب حساسية في العيون واألنسجة المخاطية‪.‬‬
‫تقل ذائبيته مع ارتفاع درجات الحرارة‪.‬‬
‫يسبب تآكل المعادن بسرعة‬
‫في برك السباحة ذات تركيز آمونيا مرتفع نسبيا‪ ,‬يتفاعل معها الكلور لينتج‬
‫أمينات‪-‬الكلور المسببة الكاوية للجلد وذات رائحة حادة واألهم أنها مسببة للسرطان‪.‬‬
‫فعاليته منوطة بال‪ .PH -‬بشكل عام في برك السباحة ومياه المصانع الوسط هو وسط‬
‫قاعدي مما يجعل هناك حاجة إلضافة كميات كلور إضافية حتى نصل لمستوى تعقيم كاف‪.‬‬
‫الحاجة إلى إضافة كميات كلور كبيرة وبشكل مستمر للمحافظة على تركيز مالئم‪.‬‬
‫حسنات استعمال البروم كمع ّقم‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫أقل حساسية للعيون واألنسجة المخاطية‬
‫تزداد ذائبية البروم مع ارتفاع درجة الحرارة‪.‬‬
‫البروم‪-‬أمين الناتج(المسببة للسرطان) من تفاعله مع األمونيا يتحلل بسرعة‬
‫وال تصدر عنها رائحة حادة‪ ,‬ولها قدرة على التعقيم‪.‬‬
‫تركيز الحامض ‪ HOBr‬في ‪ 8-7 PH‬أعلى بكثير من تركيز الحامض‬
‫‪( HOCl‬ألن القاعدة )‪ BrO-1(aq‬أقوى من القاعدة)‪) ClO-1(aq‬‬
‫مع ذلك يوج الستعمال البروم سيئات وخاصة في كونه مادة مسببة كبيرة‬
‫على التآكل‪.‬‬
‫لكن بسبب كون حسناته أكثر من سيئاته فإن استعماالته للتعقيم والتطهير‬
‫آخذة في االزدياد بأشكاله المختلفة مثل‪Br2 Br-1(aq) BrO-1(aq) :‬‬
‫مركبات البروم والكلور م ًعا كمع ّقم‬
‫‪ ‬القدرة على التطهير تتحسن عند خلط تركيبات معينة من الكلور والبروم‬
‫سوية‪.‬‬
‫‪ ‬مثال‪ :‬الخلط بين ‪ Br2‬و ‪ NaOCl‬في وسط قاعدي (‪)8-7‬‬
‫) ‪(3)  Br2(l )  2OH(aq1 )  BrO(aq1 )  Br(aq1 )  H 2O(l‬‬
‫‪ ‬أيونات )‪ Br-1(aq‬تتفاعل مع أيونات )‪ ClO-1(aq‬والتي مصدرها في المحلول‬
‫لتنتج كمية اضافية من )‪OBr-1(aq‬‬
‫) ‪(4)  Br(aq1 )  ClO(aq1 )  BrO(aq1 )  Cl (aq1‬‬
‫) ‪(5)  BrO(aq1 )  H 2 O(l )  HOBr( aq )  OH (aq1‬‬
‫الطاقة‬
‫المادة‬
‫القابلة‬
‫لالشتعال‬
‫األوكسجين‬
‫مثلث النار‬
‫إن الحريق لن‬
‫يتوقف ما لم ينتف‬
‫واحد من الشروط‬
‫لحدوث االشتعال‬
‫على األقل‪ .‬وقد‬
‫يحدث ذلك بشكل‬
‫طبيعي أو بتدخل‬
‫خارجي‪.‬‬
‫مراحل عملية االشتعال‬
‫االشعال‬
‫االنتشار‬
‫الثبات‬
‫النهاية‬
‫• مرحلة ابتداء االشتعال الموضعي عن طريق مصدر طاقة‬
‫• يبدأ الحريق بالتوسع واالنتشار‬
‫• وتيرة ثابتة لالحتراق‬
‫• يبدأ الحريق بالنقصان واالنتهاء‪.‬‬
‫تغيير درجة الحرارة في أثناء عملية االشتعال‬
RH
‫عملية اشتعال المادة‬
R  H  R.  H .
R.  O  O  R  O  O.
R  O  O.  R  H  R  O  O  H  R.
‫البداية‬
‫التطور‬
R  O  O  H  R  O.  H  O.
H .  O  O  H  O.  O.
R  H  H  O.  R.  H 2O
R  H  O.  R  O.  H .
H .  H  O.  H 2 O
‫النهاية‬
‫إبعاد المادة المشتعلة‬
‫عزل ومنع وصول‬
‫األوكسجين‬
‫تبريد (يبطئ‬
‫التفاعالت)‬
‫إطفاء الحريق‬
‫يمكن إطفاء‬
‫الحريق عن‬
‫طريق معالجة‬
‫أحد مكوناته‬
‫تفاعل اشتعال مع ومن غير معيق اشتعال‬
‫‪ – a‬تفاعل اشتعال مع معيق اشتعال‪ –b .‬تفاعل من غير معيق اشتعال‪.‬‬
‫• نالحظ أن معيق االشتعال يعمل في مرحلة تطور االشتعال ويحد‬
‫من عملية االشتعال بواسطة عدم الراديكاالت الحرة التي تنتج‪.‬‬
‫• لكن إذا كانت كمية المعيق قليلة فإنه ال يمنع تطور االشتعال‬
‫• المعيق ال يمنع من عملية االشتعال لكنه يقلل من وتيرتها‬
‫أسباب إقامة صناعة البروم في البالد‬
‫يمكن مالحظة األسباب المؤدية إلى تحديد مكان إقامة مصنع يستغل موارد‬
‫طبيعية للبحر الميت‪:‬‬
‫‪ ‬القرب من المواد الخام‪.‬‬
‫‪ ‬تضاريس مالئمة إلقامة أجهزة اإلنتاج‪.‬‬
‫‪ ‬سهولة إمكانية الحصول على خدمات‪ .‬مثل‪ :‬تزويد المياه العذبة والكهرباء‪.‬‬
‫‪ ‬طرق وصول مريحة للمكان‪.‬‬
‫‪ ‬توفر أيدي عاملة‪.‬‬
‫قرار إقامة المصنع في رمات حوباب‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫بعيد عن مناطق سكنية ( ‪ 15‬كم جنوبي بئر السبع)‬
‫إمكانية أفضل للحصول على أيدي عاملة مالئمة‪.‬‬
‫وجود شبكة شوارع وسكة الحديد‪.‬‬
‫التركيبة الجيولوجية لألرض التي ال تسمح للفضالت الكيماوية بالتغلغل جيدا‬
‫إلى المياه الجوفية‪.‬‬
‫اتجاه نشوب الرياح في المنطقة ال تسبب الخطورة على سكان بئر السبع‪.‬‬
‫في الموقع يوجد تزويد جيد للمياه‪.‬‬
‫الموقع قريب من مصدر المواد الخام في سدوم (طرق وصول مريحة)‪.‬‬
‫نسبة التحويل ‪ %‬המרה‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫نسبة التحويل ‪: %‬هي النسبة المئوية بين كمية المواد المتفاعلة التي تفاعلت وبين‬
‫كمية المواد المتفاعلة التي أدخلت إلى وعاء التفاعل‪.‬‬
‫نسبة التحويل = ( كمية المواد التي تفاعلت‪/‬كمية المواد التي أدخلت إلى وعاء‬
‫التفاعل) × ‪100‬‬
‫هذه القيمة تتعلق بقيمة ثابت االتزان (‪,)k‬‬
‫إذا كانت قيمة ثابت االتزان أكبر من ‪ 1010‬تكون نسبة التحويل عالية جدا‬
‫ونعتبرها تساوي ‪.%100‬‬
‫إذا كانت قيمة ثابت االتزان أقل من ‪ 1010‬تكون نسبة التحويل أقل من ‪. %100‬‬
‫إن حساب نسبة التحويل يتعلق عادة بكمية إحدى المواد المتفاعلة والتي هي المادة‬
‫األغلى عادة‪.‬‬
‫تزداد نسبة التحويل في تفاعالت االتزان حسب قاعدة ال شتالييه التي بموجبها يتم‬
‫البحث عن الظروف الخاصة التي تزيد من حدوث التفاعل المباشر حتى تزداد‬
‫نسبة التحويل ‪.‬‬
‫زيادة نسبة التحويل‬
‫‪ ‬من أجل زيادة نسبة التحويل يجب ضمان توفر ظروف التفاعل المناسبة‬
‫والمالئمة لقاعدة ال شتالييه لرفع قيمة ثابت االتزان ‪: K‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫تغيير درجة الحرارة‬
‫تغيير الضغط حتى الحصول على ضغط مناسب‬
‫رفع تركيز المواد المتفاعلة وخاصة الرخيصة منها‬
‫تقليل التركيز الناتج عن طريق إخراجه من جهاز التفاعل‪.‬‬
‫الفائدة اآللية‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫الفائدة اآللية‪ :‬هي عبارة عن النسبة بين كمية الناتج الذي نتج من التفاعل‬
‫وبين كمية الناتج الذي يفترض فيه أن ينتج نظريا بناء على نص التفاعل‪.‬‬
‫نسبة الفائدة اآللية = ( كمية الناتج الفعلية‪ /‬كمية الناتج النظرية) × ‪.100‬‬
‫إن الفائدة اآللية للتفاعل تتعلق بفقدان وخسارة كمية من المواد المتفاعلة أو‬
‫الناتجة‪ ,‬وتتعلق بحدوث أو عدم حدوث تفاعالت منافسة للتفاعل المرغوب‪.‬‬
‫من أجل زيادة نسبة الفائدة اآللية يجب توفير األمور التالية‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫منع خسارة وفقدان مواد من جهاز التفاعل وذلك عن طريق إحكام إغالق جهاز التفاعل‬
‫ومنع خروج مواد منه‪.‬‬
‫مراقبة ظروف التفاعل باستعمال عامل مساعد ودرجة حرارة مناسبة لمحاولة منع أو تقليل‬
‫حدوث تفاعالت منافسة والتي من شأنها تقليل الفائدة اآللية‪.‬‬
‫إنتاج البروم في المختبر‬
‫يمكن تقسيم انتاج البروم إلى ثالث مراحل‪:‬‬
‫א‪-‬‬
‫ב‪-‬‬
‫ג‪-‬‬
‫تحضير الكلور‪.‬‬
‫تفاعل الحصول على البروم‪.‬‬
‫فصل البروم‪.‬‬
‫‪ ‬المرحلة أ‪ :‬يمكن إنتاج الكلور بطرق مخبرية متعددة‪ ،‬ومن الطرق المقبولة‬
‫هي التفاعل بين محلول مركز لحامض الكلورودريك )‪HCl(aq‬وبين بلورات‬
‫برمنغنات البوتاسيوم )‪KMnO4(s‬‬
‫) ‪4H3O(aq )  3Cl(aq)  KMnO4( s)  32 Cl2( g )  MnO2( s)  K(aq)  6H 2O(l‬‬
‫إنتاج البروم في المختبر‬
‫‪ ‬المرحلة ب‪ :‬تدفق مباشر للكلور داخل محلول البروميد يمكن من تنفيذ ناجع‬
‫ومباشر للتفاعل‪ ,‬الذي يتم خالله إنتاج البروم‪ .‬وعليه فانه يمكن بناء جهاز‬
‫مركب‪:‬‬
‫) ‪2Br(aq)  Cl2( g )  Br2(aq)  Cl(aq1‬‬
‫‪ ‬نتوقع من البروم الناتج ‪ Br2‬أن ال يذوب في الماء ألنه غير قطبي‬
‫‪ ‬ولكن ومن مشاهدة التفاعل نرى أن لون المحلول تزداد فيه شدة اللون البني‬
‫في حين نرى أيضا أن البروم الغازي الخارج من التفاعل قليل جدا‪.‬‬
‫‪ ‬ويتم شرح ذوبان البروم في المحلول المائي بتكون أيون مركب ذائبيته عالية‬
‫في الماء حسب التفاعل التالي‪Br(aq )  Br2( aq )  Br3(1aq ) :‬‬
‫إنتاج البروم في المختبر‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫المرحلة ج‪:‬‬
‫يمكن تحرير البروم من المحلول بواسطة التسخين‪ ،‬والبروم الغازي الخارج‬
‫من الوعاء يمكن تكثيفه بواسطة إدخاله إلى أنبوب اختبار الموجود في الثلج (‬
‫أو ملح وثلج)‪.‬‬
‫تجميع كل المراحل‪:‬‬
‫بمتابعة ما يحدث يتبين أنه يخرج من التفاعل مع جزيئات البروم جزيئات‬
‫ماء‪ ،‬أي نحصل على بروم وماء‪.‬‬
‫لكن بما أن البروم ال يذوب في الماء فان فصل الطبقات سيكون سهال‪.‬‬
‫استحضار البروم‬
‫تفاعل الحصول على البروم‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫إلى برج التفاعل يتم تمرير‪:‬‬
‫‪ ‬من األعلى – تركيز مياه البحر الغنية بأيونات البروم‪.‬‬
‫‪ ‬من األسفل – كلور وبخار‪.‬‬
‫يتم االهتمام بتمرير الكلور بفائض حتى ال تبقى أيونات بروم في المحلول‪ ,‬حيث تتفاعل جميع‬
‫أيونات البروم ‪Br(aq)-1‬الموجودة بالمحلول‪ ,‬ويمنع تكون ‪.Br3(aq)-1‬‬
‫وظيفة البخار‪:‬‬
‫‪ ‬تسخين البرج لترتفع درجة الحرارة عن ‪ 120 – 100( 100 0C‬درجة مئوية)‬
‫‪ ‬إبعاد البروم عن المحلول‪.‬‬
‫بقايا مياه البحر المركزة والساخنة تتم إعادتها إلى البحر ولكن فقط بعد استغالل الطاقة التي‬
‫فيها بواسطة جهاز تبديل الطاقة (الحرارة) بين المحلول البارد الداخل إلى الجهاز وبين‬
‫المحلول الساخن الخارج من الجهاز والعائد إلى البحر‪ .‬خليط الغازات الساخنة المحتوية على‬
‫البروم‪ ,‬الكلور وبخار الماء تخرج من أعلى البرج‪.‬‬
‫فصل البروم‬
‫‪ ‬من أجل أن نحصل على البروم السائل النقي من خليط الغازات الخارجة‬
‫من أعلى البرج يجب أن نقوم بـ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫تكثيف‪ :‬خليط الغازات يصل إلى المكثف وفيه درجة الحرارة تالئم تكثيف البروم والماء‬
‫ولكنها ال تالئم لتكثيف الكلور‪ .‬الكلور الغازي (الذي ما زال فيه بروم وماء) تتم إعادته‬
‫إلى وعاء التفاعل إلنتاج البروم‪ .‬البروم (الذي ما زال فيه بروم وماء ذائبة فيه) والماء يتم‬
‫نقلهما إلى وعاء الفصل‪.‬‬
‫فصل‪ :‬في وعاء الفصل تتكون طبقتان‪ .‬طبقة البروم الثقيل من األسفل وطبقة الماء األخف‬
‫من األعلى والتي يتم إعادتها إلى وعاء التفاعل إلنتاج البروم‪.‬‬
‫‪ ‬إن عملية فصل المواد تعتمد على‬
‫‪ ‬ذائبية البروم المنخفضة في الماء‬
‫‪‬‬
‫كثافة البروم العالية مقارنة بكثافة الماء‬
‫‪ ‬درجة النقاوة‪:‬البروم الذي نحصل عليه بعد فصل المواد ما زال غير نقي‬
‫تماما ويحتوي على بقايا من الكلور والماء الذائبة فيه‪.‬‬
‫‪ ‬يتم فصل الكلور وجزء من الماء عن طريق التبخير وإعادتها إلى وعاء‬
‫التفاعل‪ .‬ويتم التخلص من بقايا الماء عن طريق التجفيف وهذه العملية‬
‫(التجفيف) يقومون بها حسب الطلب فهناك عمليات تحتاج إلى بروم نقي‬
‫وعمليات ال تحتاج لذلك ويكتفون بالبروم الرطب‪.‬‬
‫التخزين‬
‫‪ ‬مشاكل التعامل مع البروم األساسية وتخزينه هي‬
‫‪ ‬سميته‬
‫‪ ‬قدرته النسبية على التسبب للتآكل‪.‬‬
‫‪ ‬وعليه يجب نقل وتخزين البروم بوسائل آمنة ومغلقة تماما ومنع التسرب‬
‫إلى الهواء الخارجي ولذلك يستعملون مواد ال تتفاعل مع البروم‪.‬‬
‫‪ ‬طورت شركة البروم صهريج خاص المسمى "ايزوتونك" المصنع من‬
‫الفوالذ المغطى من الداخل بالرصاص‪ ,‬وفيه يتم نقل البروم الجاف وليس‬
‫الرطب الذي يهاجم الرصاص ويسبب تآكلها‪.‬‬
‫‪ ‬يتم نقل أو خزن البروم الرطب في أوعية مغطاة بنوع من الزجاج الخاص‬
‫الذي ال يتفاعل مع البروم وال يتآكل بسببه‪.‬‬
‫استحضار بروميد الهيدروجين‬
‫استحضار بروميد الهيدروجين‬
‫بروميد الهيدروجين غاز عديم اللون يتبخر في الهواء الرطب‪ .‬صيغته‬
‫الكيميائية )‪ HBr(g‬ويمكن تحضيره بتفاعل الهيدروجين ()‪ )H2(g‬مع البروم‬
‫(‪)Br2‬بصورة مباشرة حسب التفاعل التالي‬
‫‪H 2( g )  Br2( g )  2HBr( g ) , H  103KJ‬‬
‫أمامك قيم لثابت االتزان لتفاعل استحضار بروميد الهيدروجين في درجات‬
‫حرارة مختلفة‬
‫درجة الحرارة (‪)K‬‬
‫قيمة ثابت االتزان‬
‫‪298‬‬
‫‪1.3X1010‬‬
‫‪773‬‬
‫‪1.0X108‬‬
‫‪1000‬‬
‫‪2.1X104‬‬
‫استحضار بروميد الهيدروجين‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫• تفاعل مباشر بين الهيدروجين والبروم‬
‫• فصل البروم بواسطة االلتصاق‬
‫• امتصاص بروميد الهيدروجين داخل الماء‬
‫المرحلة األولى‪ :‬تفاعل مباشر بين الهيدروجين والبروم‬
‫‪ ‬تعتمد المرحلة األولى على تفاعل مباشر بين الهيدروجين والبروم حسب‬
‫نص التفاعل التالي‪:‬‬
‫‪H 2( g )  Br2( g )  2HBr( g ) , H  103KJ‬‬
‫‪ ‬يحدث التفاعل في درجات حرارة عالية نسبيًا (‪ 500‬إلى ‪ 600‬درجة مئوية)‬
‫حيث تكون نسبة التحويل عالية نسبية (ثابت اتزان عال) وضغط جوي واحد‬
‫(‪ )1 atm‬ألن مجموع معامالت المواد المتفاعلة والمواد الناتجة متساوية‪.‬‬
‫‪ ‬يتم العمل في جهاز مكون من طبقتين‪.‬‬
‫‪‬‬
‫الطبقة الداخلية مكونة من طبقة رقيقة من الزجاج ألن بروميد الهيدروجين له صفات‬
‫حامضية وخاصة في درجة حرارة عالية‪.‬‬
‫المرحلة الثانية‪ :‬فصل البروم بواسطة االلتصاق (ספיחה)‬
‫‪ ‬قبل إدخال نواتج المرحلة األولى إلى برج االمتصاص يتم إخراج البروم من‬
‫الخليط بواسطة االمتصاص بطريق االلتصاق‪ .‬في حالة عدم إخراج البروم‬
‫من الخليط يحدث التفاعل التالي‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫) ‪Br(aq )  Br2( aq )  Br3(aq‬‬
‫‪ ‬هذا التفاعل يمنع من إمكانية فصل بروميد الهيدروجين بواسطة الماء‪ .‬في‬
‫عملية الفصل بواسطة االلتصاق باإلضافة إلى امتصاص البروم يتم‬
‫امتصاص جزء من بروميد الهيدروجين‪.‬‬
‫‪ ‬المادة الصلبة التي يتم التصاق البروم وجزء من بروميد الهيدروجين يتم‬
‫معالجتها إلرجاعها لالستعمال المتكرر (מיחזור)‬
‫المرحلة الثالثة‪ :‬امتصاص بروميد الهيدروجين داخل الماء‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫بعد عملية تنقية محلول بروميد الهيدروجين من البروم يتم إدخال المحلول‬
‫إلى برج امتصاص مبني من الزجاج وفيه أقراص مصنوعة من البالستيك‬
‫(‪.)PVDF‬‬
‫يتم تمرير غاز بروميد الهيدروجين باتجاه معاكس لحركة المياه لزيادة‬
‫امتصاص بروميد الهيدروجين في الماء‪.‬‬
‫إضافة إلى ذلك يتم إدخال ماء بارد لزيادة ذائبة بروميد الهيدروجين‪ .‬يمكن‬
‫أيضًا زيادة ارتفاع البرج لزيادة نجاعة عملية االمتصاص‪.‬‬
‫الهيدروجين المتبقي ال يذوب في الماء ويتم إرجاعه إلى تفاعل المرحلة‬
‫األولى‪.‬‬
‫في نهاية المرحلة الثالثة يتم الحصول على محلول بروميد الهيدروجين‬
‫بتركيز ‪ %48‬أو ‪.%62‬‬
‫استحضار برومو ميثان‬
‫إنتاج البروموميثان‬
‫‪ ‬يعتمد إنتاج ‪CH3Br‬على تفاعل االستبدال للمجموعة ‪ Br‬بمجموعة ‪OH‬‬
‫الموجودة في الميثانول‪ CH3OH ،‬وذلك بوجود عامل محفز حامضي‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫)‪4 ( CO NC.‬‬
‫‪CH 3OH (l )  HBr( g ) ‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ CH 3 Br( g )  H 2 O(l ) , H  0‬‬
‫‪H SO‬‬
‫‪ ‬التفاعل المباشر مشع للحرارة لذلك يفضل التبريد‪.‬‬
‫‪ ‬رغم أنه في شروط التفاعل يتحول ‪ 95%‬من المواد الخام إلى نواتج‪ ,‬إال‬
‫أن الصعوبة في العملية هو فصل الخام عن المواد األخرى التي لم تتفاعل‬
‫وعن المواد غير المرغوب فيها ونتجت خالل التفاعل‪.‬‬
‫‪ ‬خالل عملية اإلنتاج فإن ‪CH3Br‬موجود بالحالة الغازية‪ ,‬وفقط التخزين يتم‬
‫بالحالة السائلة (لتقليل الحجم!)‪.‬‬
‫‪ ‬إن جميع مراحل إنتاج)‪ CH3Br(g‬تتم في جهاز متواصل (רציף)‬
‫وبضغط منخفض وذلك لألسباب‪:‬‬
‫‪ CH3Br(g) ‬هو غاز في شروط التفاعل‪ ,‬يشفط إلى كل مراحل جهاز اإلنتاج‪.‬‬
‫‪ CH3Br(g) ‬غاز سام جدا‪ ,‬كذلك كونه بالحالة الغازية يزيد من صعوبة العملية الن‬
‫كل تسرب يؤدي إلى انتشاره في المحيط والتسبب بأضرار قاتلة‪.‬‬
‫‪ ‬في حالة تكون ثقب أيا كان في الجهاز العامل في ضغط منخفض سيسحب الهواء‬
‫إلى الداخل‪.‬‬
‫‪ ‬إن كل زيادة في كمية الهواء المسحوبة إلى الداخل أو زيادة الضغط في الجهاز‬
‫تعطي إنذارا بذلك‪.‬‬
‫إنتاج البروموميثان‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫إن عملية إنتاج البروموميثان يمكن تقسيمها إلى أربعة مراحل أساسية‪ ,‬هي‪:‬‬
‫إنتاج )‪ CH3Br(g‬خام‪.‬‬
‫تنقية )‪( CH3Br(g‬تنظيف) ‪.‬‬
‫تكثيف )‪CH3Br(g‬من أجل الحصول على سائل)‪. CH3Br(l‬‬
‫تغليف وتخزين‪.‬‬
‫إنتاج ‪ CH3Br‬الخام‬
‫‪ ‬الميثانول‪ ،‬وحامض الكبريتيك المركز هما عمليا المواد المطلوبة لتفاعل استبدال‬
‫فيه تتبدل ذرة البروم بمجموعة ‪ OH‬في الميثانول‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫)‪4 ( co n c‬‬
‫‪CH 3OH (l )  H 3O(aq1 )  Br(aq1 ) ‬‬
‫‪‬‬
‫) ‪ CH 3 Br( g )  2H 2 O(l‬‬
‫‪H SO‬‬
‫‪ ‬السيطرة على العملية تتم بتزويد مراقب لل ‪ HBr‬الناتج عند إدخال الميثانول‪,‬‬
‫الكبريت والبروم إلى وعاء التفاعل ( ً‬
‫بدال من حامض الكبرتيك المركز وبروميد‬
‫الهيدروجين) ‪.‬‬
‫‪3Br  1/ 8S  11H O  7H O   6Br   HSO‬‬
‫) ‪4( aq‬‬
‫) ‪( aq‬‬
‫) ‪( aq‬‬
‫‪3‬‬
‫) ‪(l‬‬
‫‪2‬‬
‫) ‪8( S‬‬
‫) ‪2( l‬‬
‫‪ ‬بالمقابل للعملية األساسية تحدث تفاعالت جانبية منافسة (والمعلومات عنها غير‬
‫كاملة)‪ ,‬والتي تسبب إنتاج مواد عضوية "ملوثة" للناتج‪ .‬بما أن التفاعالت ال تحدث‬
‫حتى النهاية وكذلك ينتج فيها مواد إضافية‪ ,‬يجب القيام بالفصل بين وبين المواد‬
‫الخام التي لم تتفاعل والنواتج المرافقة‪.‬‬
‫تنقية )‪CH3Br(g‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫أول األمر يتم فصل حامض الكبريتيك الذي يحتوي بداخله أيضا على مواد‬
‫خام والتي بعملية الفصل بالتقطير يتم فصلها وإعادتها إلى التفاعل‪.‬‬
‫)‪ CH3Br(g‬يحوي بداخله أيضا بروم‪ HBr(g) ,‬وملوثات أخرى عضوية‪.‬‬
‫حتى يتم الحصول على )‪ CH3Br(g‬نقي عليه أن يمر بمراحل وعمليات يتم‬
‫فيها إبعاد مواد متفاعلة لم تتفاعل‪.‬‬
‫تتم التنقية بواسطة الشطف‪ ,‬التبخير‪ ,‬واالستخالص حسب الحاجة‪.‬‬
‫مثال‪ :‬الشطف بمحلول )‪NaOH(aq‬بهدف معايرة )‪ HBr(aq‬وإخراج‬
‫البروم الزائد‪.‬‬
‫‪HBr  OH   Br   H O‬‬
‫) ‪(l‬‬
‫‪2‬‬
‫) ‪( aq‬‬
‫) ‪( aq‬‬
‫) ‪( aq‬‬
‫) ‪3Br2(l )  6OH(aq)  5Br(aq)  BrO3(aq)  3H 2 O(l‬‬
‫تكثيف‪ ،‬تعبئة وتخزين‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫بعد الغسل (شطف) نحصل على )‪ CH3Br(g‬نقي‬
‫لتخزين ‪ CH3Br‬يجب تكثيفه ولذلك يتم تبريده في مكثف تجري حوله مواد‬
‫بدرجة حرارة ‪.-20 0C‬‬
‫بعد التكثيف يمر)‪ CH3Br(g‬السائل إلى أوعية التخزين المبردة عن طريق‬
‫تركيز مواد من مياه البحر حتى يتم منع الخطر الكامن في سمية المادة في‬
‫حالة وجود تسرب من وعاء التخزين‪.‬‬
‫التعبئة في األوعية الخاصة حسب طلب الزبون تتم مع المحافظة على منع‬
‫التسرب‪.‬‬
‫بشكل عام تتم إضافة الكلورو فيكرين وذلك من أجل أن يحصل المستهلك‬
‫على إنذار في حالة التسرب لمنع التسمم‪.‬‬
‫استحضار برومات الصوديوم‬
‫استحضار برومات الصوديوم (‪)NaBrO3‬‬
‫‪ ‬يتم استحضار برومات الصوديوم بواسطة تفاعل مباشر بين البروم ومحلول‬
‫هيدروأوكسيل الصوديوم‪.‬‬
‫) ‪3Br2(l )  6OH(aq)  6Na(aq1 )  6Na(aq1 )  BrO3( aq)  5Br(aq)  3H 2O(l‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫التفاعل مشع للحرارة ‪ΔH<0‬‬
‫في هذا التفاعل يتحول جزء ملحوظ من ال ‪ Br2‬إلى ‪ . Br-1‬في العملية الصناعية‬
‫من المهم إعادة تحويل أيونات ‪Br-1‬إلى ‪Br2‬الستعمال متكرر في اإلنتاج‪ .‬يتم‬
‫إعادة تحويل أيونات ‪Br-1‬إلى ‪ Br2‬بواسطة عملية تحليل كهربائي (إلكتروليزا)‬
‫‪2Br(aq)   Br2(l )  2e 1‬‬
‫حسب التفاعل التالي‪:‬‬
‫العملية المقابلة لعملية أكسدة أيونات البروم التي تحدث بجانب األنودا‪ ،‬يحدث‬
‫) ‪2H 2O(l )  2e 1  2OH(aq )  H 2( g‬‬
‫بجانب الكاتودا التفاعل التالي‪:‬‬
‫الهيدروجين الناتج يُمكن استعماله في تصنيع بروميد الهيدروجين‪.‬‬
‫استحضار برومات الصوديوم (‪)NaBrO3‬‬
‫‪ ‬عند إدخال البروم إلى الماء تحدث أيضا مجموعة من التفاعالت التالية‪:‬‬
‫)‪Br2(l )  2H 2 O(l )  H 3O(aq)  Br(aq)  HOBr(aq‬‬
‫) ‪HOBr( aq)  H 2O(l )  H 3O(aq )  BrO(aq‬‬
‫)‪2HOBr(aq)  2H 2O(l )  BrO(aq)  2H 3O(aq)  2Br(aq)  BrO3(aq‬‬
‫‪ ‬في شروط ‪ PH‬حامضية قوية يُمكن أن يحدث بجانب األنودا تفاعل‬
‫منافس‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪4OH( aq )  2H 2O(l )  O2( g )  2e‬‬
‫المرحلة األولى (التفاعل)‬
‫‪ ‬في هذه المرحلة يتم إضافة بروم سائل إلى محلول هيدروأوكسيل الصوديوم‬
‫إلى الوعاء ‪( I‬والذي يحفظ في ‪ PH‬قاعدي ثابتًا)‪ .‬حيث يحدث التفاعل‬
‫التالي‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫) ‪(1)  3Br2(l )  6OH(aq)  6Na(aq)  6Na(aq)  BrO3(aq )  5Br(aq)  3H 2O(l‬‬
‫‪ ‬المحلول الناتج يتم نقله إلى الوعاء ‪( II‬والذي يحفظ في ‪ PH‬قاعدي ثابتًا)‪.‬‬
‫لهذا الوعاء يتم إضافة محلول بروميد األمونيوم ( )‪ )NH4NO3(aq‬لكي‬
‫نتخلص من بقايا أيونات )‪ Br-1(aq‬حسب التفاعل التالي‬
‫) ‪(2) - 2NH 4 Br( s )  3BrO(aq)  2OH(aq)  5Br(aq)  N2( g )  5H 2O(l‬‬
‫المرحلة الثانية‪ :‬فصل البلورات من المحلول‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫المحلول الناتج في الوعاء ‪ II‬يتم نقلها إلى مصفاة خاصة ومنها إلى مبلور‬
‫فيه يتم تبخير جزء من الماء حيث نحصل على محلول فوق اإلشباع وبذلك‬
‫ترسب بلورات برومات الصوديوم وهو الناتج المطلوب‪.‬‬
‫بلورة – عملية ترسيب بلورات صلبة من محلول مشبع‪.‬‬
‫نحصل على محلول طيني لزج التي تدخل إلى منظومة خاصة (جهاز طرد‬
‫عن المركز) يتم فيها عدة عمليات‪ :‬ترشيح‪ ،‬الشطف في الماء‪ ،‬ترشيح آخر‬
‫وتجفيف بواسطة هواء ساخن‪.‬‬
‫بعد هذه العملية نحصل على بلورات بيضاء برومات الصوديوم وهو الناتج‬
‫والمحلول‪ .‬الذي عبارة عن محلول مشبع لبرومات الصوديوم وتحتوي على‬
‫تركيز عال من أيونات البروم‪ .‬المادة الصلبة تُنقل إلى تكملة المعالجة‪.‬‬
‫المحلول يتم نقله إلى جهاز للتحليل الكهربائي‪.‬‬
‫المرحلة الثالثة‪ :‬اإللكتروليزا‬
‫‪ ‬في مرحلة إضافية في عملية إنتاج برومات الصوديوم يُجرون تحليالً‬
‫كهربائيا ً يحدث خالله التفاعل‪:‬‬
‫)‪(3) 2Br(aq )  2H 2O(l )  Br2( g )  2H 2( g )  2OH(aq‬‬
‫‪ ‬في الجهاز توجد عدة خاليا إلكتروليزا الموصولة على التوازي‪ ،‬االنودا‬
‫مغطاة بمعادن نادرة (قليلة الفعالية) والكاتودا مصنوعة من الفوالذ‪.‬‬
‫‪ ‬لكي نزيد من الفائدة الكهربائية وال نسبب لتبذير الطاقة‪ ،‬من المفضل إجراء‬
‫عملية اإللكتروليزا بجهد كهربائي منخفض قدر المستطاع‪.‬‬
‫‪ ‬يُمكن تخفيض الجهد بواسطة رفع درجة الحرارة وهذا مثال لتعارض بين‬
‫اإليجابيات والسلبيات‪.‬‬
‫المرحلة الثالثة – إلكتروليزا ‪ -‬تكملة‬
‫‪ ‬من جهة من المفضل رفع درجة الحرارة ألنه يقلل من الجهد الكهربائي‬
‫المستعمل‪.‬‬
‫‪ ‬من جهة أُخرى رفع درجة الحرارة يؤدي إلى مشكالت في العملية‬
‫ومعيقات تكنولوجية‪.‬‬
‫‪ ‬كل هذا يتعلق بعدة أمور‪:‬‬
‫‪ ‬مدى التي تُبنى منها اإللكترودات والخاليا‬
‫‪ ‬درجة غليان المحلول‬
‫‪ ‬تأثير درجة الحرارة على المقاومة الكهربائية للمحلول‬
‫‪ ‬الهيدروجين المنطلق من عملية التحليل الكهربائي يتم نقله إلى برج امتصاص‬
‫لفصل بقايا البروم‪.‬‬
‫‪ ‬غاز الهيدروجين يُمكن استغالله في عملية تصنيع بروميد الهيدروجين‪.‬‬
‫المرحلة الرابعة‪ :‬غربلة البلورات‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫البلورات التي نحصل عليها تكون بأحجام مختلفة‪ :‬منها الصغيرة‪ ،‬المتوسطة‬
‫والكبيرة‪.‬‬
‫وجود بلورات بأحجام مختلفة قد تسبب عملية تصلب وتكتل حيث نحصل‬
‫على كتلة كبيرة متصلبة (גיוש)‪.‬‬
‫لكي نقلل من هذه العملية يتم فصل البلورات بواسطة عملية الغربلة (ניפוי)‪.‬‬
‫البلورات المتوسطة تكون الناتج الذي يتم بيعه‪.‬‬
‫البلورات الصغيرة والكبيرة يتم استخدامها على شكل محلول الستحضار‬
‫برومات البوتاسيوم‪.‬‬
‫استحضار برومات البوتاسيوم‬
‫استحضار برومات البوتاسيوم (‪)KBrO3‬‬
‫‪ ‬عملية إنتاج برومات البوتاسيوم‪ ،KBrO3 ،‬تعتمد على تفاعل‬
‫معادلته‪:‬‬
‫)‪K(aq )  Cl(aq)  Na(aq)  BrO3(aq)  KBrO3( s )  Na(aq)  Cl(aq‬‬
‫‪ ‬يُجرون العملية في مرحلتين‪َ I ،‬و ‪:II‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫إذابة في الماء للمادتين المتفاعلتين )‪ NaBrO3(s‬و َ )‪.KCl(s‬‬
‫ترسيب ‪.‬‬
‫‪ ‬الرسم البياني التالي يصف تغير الذائبية كدالة لدرجة الحرارة‪،‬‬
‫للمواد المرتبطة بالتفاعل‪.‬‬
‫كيف تتم العملية‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫نذيب برومات الصوديوم وكلوريد البوتاسيوم‪.‬‬
‫عملية اإلذابة تتم أثناء عملية التسخين إلى درجة حرارة بين ‪ 70 0C‬إلى‬
‫‪.80 0C‬‬
‫بعد عملية الترشيح إلزالة الشوائب‪ .‬يقوموا بتبريد المحلول من درجة حرارة‬
‫‪ 5 0C‬إلى ‪.10 0C‬‬
‫في هذه الدرجة ترسب مادة برومات البوتاسيوم‪ ،‬وبينما كلوريد الصوديوم‬
‫يبقى في المحلول حسب التفاعل التالي‪:‬‬
‫)‪K(aq )  Cl(aq )  Na(aq)  BrO3(aq)  KBrO3( s )  Na(aq)  Cl(aq‬‬
‫التجفيف والتغليف والتخزين‬
‫‪ ‬يتم تجفيف برومات البوتاسيوم والتي عبارة عن مادة صلبة بلورية‪ ،‬والتي‬
‫تغلف بأكياس بالستيكية (بولي ايتلين) والتي توضع في أوعية من الكرتون‬
‫المقوى‪.‬‬
‫‪ ‬التخزين‪ :‬يتم خزن المادة تحت مراقبة شديدة وإبعاد عن مواد مختزلة‪ ،‬ألن‬
‫المادتين (برومات الصوديوم وبرومات البوتاسيوم) تعتبر مواد مؤكسدة‬
‫قوية‪.‬‬